UHPC-U150超高性能混凝土

在线咨询全国热线
18839788192

UHPC-U150超高性能混凝土

UHPC-U150超高性能混凝土是一种基于紧密堆积理论与纳米晶核效应设计的高强度纤维增强水泥基复合材料。它以P·II 52.5级硅酸盐水泥、硅灰、纳米碳酸钙、高纯石英砂及聚羧酸系高性能减水剂为胶凝基体，通过掺入体积率2.5%～3.5%的端钩型高强钢纤维增韧，经常温标准养护或低温蒸汽养护成型。该材料28天抗压强度稳定在150MPa以上，抗折强度超过26MPa，极限拉应变可达3500με以上，兼具超高强度、优异延性与良好的施工和易性。该产品适用于大跨度桥梁薄壁构件、超高层建筑转换节点、海洋工程防腐防护及预制装配式构件的批量生产，是推动土木工程向轻量化、高耐久、工业化方向发展的主力材料。

产品优点

UHPC-U150超高性能混凝土在配方设计中突出了“高强度、高延性、低收缩、耐腐蚀、施工便捷”的综合优势，具体表现如下：

高力学性能，满足结构轻量化需求

标准养护28天后抗压强度达到150～180MPa，抗折强度超过26MPa，约为C60混凝土的2.5倍。能够将梁、板、柱等构件的截面厚度减小40%～50%，在同等承载力下大幅降低自重与基础负荷，适用于大跨度结构的设计优化。

优异的延性与控裂能力

端钩型钢纤维与基体之间的机械咬合力强，材料在受拉破坏时呈现多点开裂的应变硬化特征，极限拉应变超过3500με，断裂能可达25000 J/m²以上。即使超载至峰值荷载的80%，裂缝宽度仍控制在0.04mm以内，有效防止钢筋锈蚀与结构脆断。

极低的收缩与高体积稳定性

通过掺入硫铝酸钙类膨胀组分与有机减缩剂，材料28天干缩率可控制在250με以内，甚至呈现微膨胀（0～50με）。这一特性使其特别适用于预应力结构灌浆、设备基础二次灌浆及新旧混凝土界面连接，避免收缩缝隙的产生。

卓越的耐久性与抗渗性

水胶比低至0.16～0.19，内部毛细孔率不足5%，氯离子扩散系数仅0.6×10⁻¹² m²/s。抗冻融循环次数超过F600，在海洋潮汐区、除冰盐环境及化工污染场地中，预期使用寿命可达100年以上，全生命周期维修成本降低60%以上。

良好的施工流动性与适应性

新拌浆体坍落扩展度可达650～800mm，具有自密实特性，无需振捣即可填充密集钢筋间隙。同时可通过调节流变助剂实现从自流平到可喷射的不同状态，适应现浇、预制及喷射等多种工艺，满足不同工况的施工节奏。

性能指标

UHPC-U150超高性能混凝土的典型物理力学性能，参照GB/T 31387《活性粉末混凝土》、CECS 38:2004《纤维混凝土结构技术规程》及JG/T 472《钢纤维混凝土》，主要指标如下：

性能项目	典型指标	试验标准
抗压强度（28d）	≥150 MPa	GB/T 31387
抗折强度（28d）	≥26 MPa	GB/T 31387
弹性模量	44～54 GPa	GB/T 31387
极限拉应变	≥3500 με	CECS 38:2004
断裂能	≥25000 J/m²	RILEM TC 162-TDF
氯离子扩散系数	≤0.6×10⁻¹² m²/s	NT BUILD 492
抗冻融循环	≥F600	GB/T 50082
坍落扩展度	650～800 mm	GB/T 50080
初凝时间（20℃）	40～70 min	GB/T 1346
终凝时间（20℃）	120～200 min	GB/T 1346
28天干缩率	≤250 με	GB/T 50082
钢纤维体积率	2.5%～3.5%	JG/T 472

注：以上为实验室标准养护（20℃±2℃，RH≥95%）条件下典型值，现场强度受原材料批次、养护温度及施工工艺影响，应以同条件养护试块实测值为准。

应用范围

凭借优异的综合性能，UHPC-U150超高性能混凝土广泛应用于以下领域：

大跨度桥梁关键构件：用于斜拉桥钢混结合段、悬索桥加劲梁UHPC华夫板、拱桥主拱圈及吊杆锚固区。在某跨江大桥中，采用该材料将主梁高度降低30%，同时解决了正交异性钢桥面的疲劳开裂问题。

超高层建筑核心筒与转换节点：应用于500米级超高层建筑的底部加强区巨柱、转换桁架节点及伸臂桁架。利用其超高抗压强度缩小柱截面，释放建筑使用面积；高延性确保结构在罕遇地震下具有充足的耗能能力。

海洋工程防腐防冲：用于海上风电基础浪溅区防腐包覆、港口码头横梁修复、防波堤扭王字块体预制。材料自身的高抗渗性与抗氯离子侵蚀能力可抵御严酷海洋环境，且无需额外涂层保护。

预制装配式构件：用于生产超薄预制楼梯（厚度18～25mm）、阳台板、外墙挂板、电缆沟盖板及盾构隧道管片。构件重量轻、运输安装方便，表面可呈现清水混凝土或彩色肌理效果，兼顾结构与美学。

既有建筑加固与改造：用于框架柱外包UHPC套筒、剪力墙连梁耗能段置换、砖石结构的历史建筑补强。加固后结构刚度与承载力同步提升，且不显著增加自重，施工过程对原建筑干扰小。

施工方法

1. 基层处理

清理与凿毛：彻底清除基面上的浮浆、油污、脱模剂、灰尘及松散颗粒。对于旧混凝土面，需进行喷砂或高压水射流处理，露出新鲜骨料，粗糙度达到3～5mm。金属基面需除锈至Sa2.5级。

润湿与干燥控制：混凝土基面应提前24小时洒水润湿，但浇筑前表面不得有明水。含水率宜低于6%，pH值不大于10。若基面过于干燥或吸水性强，可喷涂一道环氧基界面剂增强粘结。

模板安装：模板应具有足够的刚度与密封性，接缝处用密封胶条封堵，防止漏浆。模板顶部设排气孔，确保气体完全排出。对于薄壁构件，建议使用钢模或高强塑料模以保证表面精度。

2. 材料配制

配比：每袋干粉料（25kg）按规定加水比例进行搅拌。标准加水量为干料重量的9%～11%（即2.25～2.75L），具体以产品标签为准。钢纤维已预混在干粉中，无需额外添加。

搅拌：采用强制式搅拌机或大功率手持搅拌器，投料顺序为：干粉料 → 干拌30秒 → 缓慢加入全部用水 → 继续搅拌4～6分钟，直至浆体呈均匀流动状态、无干粉团块与纤维束。搅拌时间不宜超过8分钟，以免引入过多气泡。

适用期：配好的浆料在20℃下的适用期一般为40～70分钟，期间应保持连续搅拌或每隔5分钟搅动一次。超出适用期的浆料不得加水稀释后使用，应废弃处理。高温环境下适用期缩短，可适当使用冰水拌和延长。

3. 浇筑与振捣

浇筑方式：对于水平构件，可直接倾倒浆料，利用自密实特性流动填充。对于竖向构件或深孔，应从一侧连续浇筑，避免形成冷缝。浇筑速度宜控制在0.5～1.0 m³/h·m²。

振捣：虽然材料具有自密实性，但在纤维掺量较高（>3%）或构件厚度超过150mm时，仍需辅以插入式振捣棒（直径≤30mm）进行点振，振捣点间距250mm，每点振捣5～10秒。振捣棒不得触碰模板与预埋件，避免纤维定向紊乱。

抹面：浇筑完成后用铝合金刮尺沿基准线刮平，钢抹子压实收光。对于需要防滑的表面，可在初凝前用硬毛刷拉毛。对于预制构件，可采用真空脱水工艺进一步提高表面强度。

4. 养护与质量检测

早期保湿：浇筑完成后立即覆盖聚乙烯薄膜或喷涂养护剂，保持表面潮湿状态不少于7天。在20℃环境下，2小时内不得行人踩踏，4小时内禁止施加荷载。

带模养护：模板应在24小时后拆除。拆模后立即用塑料薄膜包裹暴露面，继续保湿养护至14天。环境温度低于5℃时，需采用暖棚法或电热毯加热，维持温度在10℃以上，升温速率不超过10℃/h。

强度检测：每日留置不少于三组标准试块（边长100mm立方体），分别进行标准养护与同条件养护。现场采用钻芯法或超声-回弹综合法评定实体强度，每50m²测区不少于一个芯样。对于重要构件，还应进行荷载试验验证挠度与裂缝控制效果。

用量与贮存

用量估算

UHPC-U150超高性能混凝土的干粉料参考用量约为2.2～2.6 kg/m²·mm（不含纤维），钢纤维单独计量。按体积率3.0%计，每立方米材料中纤维重量约234kg。实际消耗受构件几何形状、纤维类型及施工损耗影响，建议在正式生产前进行1m³样板浇筑，精确测定单方用量。对于预制构件，还需考虑模具吸附与振捣损失，通常预留3%～5%的余量。

包装与贮存

包装规格：预混干粉料采用防潮编织袋内衬塑料袋包装，每袋净重25kg或50kg。钢纤维以纸箱或铁桶包装，每件净重20kg。也可提供吨袋（1000kg）散装干粉料，适用于工厂化批量生产。

贮存条件：所有材料应存放于阴凉、干燥、通风的库房内，底部垫高不小于20cm，离墙距离不小于30cm。环境温度宜控制在5～35℃，相对湿度不超过60%。干粉料在未启封状态下贮存期为6个月，钢纤维贮存期为12个月。超过贮存期的材料必须进行抗压强度与流动度复验，合格后方可使用。严禁使用受潮结块或包装破损的干粉料。